直流稳压电源原理图解析，直流稳压电源的组成与工作原理

　　稳压电源（stabilizedvoltagesupply）是能为负载提供稳定的交流电或直流电的电子装置，包括交流稳压电源和直流稳压电源两大类。

 

　　直流稳压电源是一种可以为负载提供稳定直流电源的电子装置。直流稳压电源的供电电源大都是交流电源，当交流供电电源的电压或负载电阻变化时，稳压器的直流输出电压都会保持稳定。直流稳压电源随着电子设备向高精度、高稳定性和高可靠性的方向发展，对电子设备的供电电源提出了高的要求。

 

　　在采用市电作动力源的仪器中，首先通过变压器把市电电压变成所需电压，然后经整流变成直流再供给仪器使用。其任务是将有效值一般为220V，频率为50Hz的交流输入电压转换成几伏至几十伏的直流输出电压，且要求直流输出电压平滑、稳定。实现这种转换大体需要采用变压、整流、滤波及稳压等四部分电路，其总体框图如图所示。

 

　　直流稳压电源原理图解析，直流稳压电源的组成与工作原理

 

　　常用的直流电源中根据其工作原理的不同，可分为直流稳压电源和开关电源。直流稳压电源具有输出精度高，纹波小等优点；而开关电源具有体积小，效率高等优点。

 

　　直流稳压电源由输入电压变换电路、整流、滤波电路和稳压输出电路组成。输入电压变换电路由电源变压器、整流电路、滤波电路组成，其中整流电路方式有半波整流、全波整流和桥式整流三种。为了获得直流电压最常用的方法是将交流市电经电源变压器产生合适的交流电压后，再利用二极管的单向导电特性将其转变为单方向（即直流）脉动电压，这一过程称为整流。

 

　　直流稳压电源的原理图与其组成：

 

　　电源变压器：将交流电网电压u1变为合适的交流电压u2。

 

　　整流电路：将交流电压u2变为脉动的直流电压u3。

 

　　滤波电路：将脉动直流电压u3转变为平滑的直流电压u4。

 

　　稳压电路：清除电网波动及负载变化的影响，保持输出电压uo的稳定。

 

　　直流稳压电源原理图解析，直流稳压电源的组成与工作原理

 

　　直流稳压电源由四个环节组成：电源变压器，整流电路，滤波电路及稳压电路。结构框图如上图所示

 

　　直流稳压电源的工作原理：

 

　　直流稳压电源是一种将220V工频交流电转换成稳压输出的直流电压的装置，它需要经过变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成。四个环节的工作原理如下：

 

　　（1）电源变压器：是降压变压器，它将电网220V交流电压变换成符合需要的交流电压，并送给整流电路，变压器的变比由变压器的副边电压确定。

 

　　（2）整流滤波电路：整流电路将交流电压Ui变换成脉动的直流电压。再经滤波电路滤除较大的纹波成分，输出纹波较小的直流电压U1。

 

　　（3）滤波电路：可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分加以滤除，从而得到比较平滑的直流电压各滤波电容C满足RL-C=（3~5）T/2，

 

　　（4）稳压电路：稳压电路的功能是使输出的直流电压稳定，不随交流电网电压和负载的变化而变化。

 

　　电路中，D5、D6和C1共同组成全波整流滤波电路，将输入的交流电转换成直流电；Q1、Q2组成一达林顿射随电路，Q1称为调整管，Q2称为推动管，为负载供电；Q3、D8、R2、R3、RW1共同组成输出电压取样负反馈电路，Q3称为采样放大管，D8称为基准稳压管，此部分用于稳定输出电压；Q4、R5组成输出电流取样电路，为输出提供过流保护；C5为输出滤波电容。由于调整管和负载相对于输入而言呈串连的关系，故这种电源称为串联型直流稳压电源。

 

　　直流稳压电源原理图解析，直流稳压电源的组成与工作原理

 

　　220V交流电经电源变压器降压为低压交流电后，经由D5、D6、C1组成的全波整流滤波电路整流滤波变成直流电，输送给达林顿射随电路，最后由射随电路向负载提供直流电压VO，该电压VO的大小由基准电压VREF和采样支路的分压比决定。当输出电压VO由于某种原因瞬时升高时，输出电压取样电路的Q3的集电极电流就会增大，导致射随电路的基极电流下降，调整管的内阻增大，管压降增加，输出电压VO降低；当输出电压VO瞬时降低时，输出电压取样电路的Q3的集电极电流就会减小，射随电路的基极电流就会增加，管压降减小，从而使输出电压VO也跟着升高；上述过程使得输出电压稳定在某个电压值上，从而实现稳压。通过调节RW1，可以改变输出电压值的大小。

 

　　当负载电流超过额定输出电流时，在R5上的压降将使Q4导通，迫使射随电路的偏置电压减小，内阻增加，管压降增加，则射随电路的输出电流被限制，输出电压也降低，从而起到过流保护作用，这种结构属于限流型保护电路。

 

　　输入的220V交流电压经过变压器降压后，经整流二极管整流后输出为脉动直流电压，具有较大的电压纹波，经过电容C1、C2、C3平滑滤波后输出电压较为平稳，再输入到稳压电路，就可在输出端得到一个稳定的、电压纹波很小的直流稳压电源。

 

　　直流稳压电源的应用：

 

　　直流稳压电源引可广泛应用于国防、科研、大专院校、实验室、工矿企业、电解、电镀、直流电机、充电设备等。除此之外还可以应用于：

 

　　（1）可用于各种电子设备老化，如PCB板老化，家电老化，各类IT产品老化，CCFL老化，灯管老化;

 

　　（2）适用于需要自动定时通、断电，自动记周期数的电子元件的老化、测试;

 

　　（3）电解电容器脉冲老练;

 

　　（4）电阻器，继电器，马达等测试老练;

 

　　（5）整机老练;电子元器件性能测试，例行试验。